DCSK混沌数字调制方法及性能分析
基于改进的差分混沌键控(DCSK)保密系统
（ ｋ ） （ ｎ ） ］＋ξ （ ｎ ） （ ｎ＋Ｍ） ｝＝ ｂ ξ ξ １ １ ２
Ｍ ２ Ｍ
图４ 传统 Ｄ Ｃ Ｓ Ｋ 和改进 Ｄ Ｃ Ｓ Ｋ 调制的信号图
ｂ （ ｋ ） ｎ ）＋∑ ｛ ｘ （ ｎ ） ［ （ ｎ＋Ｍ）＋ ξ沌信号在扩频通信中的应用引起了
［ １ ２ ］ 业界的广泛兴趣。混沌键控技术首先由 Ｐ ａ ｒ ｌ ｉ ｔ ｚ
提出， 核心技术是用混沌基信号编码数字符号。Ｄ ｅ ｄ ｉ ｅ ｕ
［ ３ ］ 提出的混沌键控 Ｃ Ｓ Ｋ 是最具有实用性的方案之
图１ Ｄ Ｃ Ｓ Ｋ 调制原理图
一， 该方法具有数字键控方案的普遍优点， 且抗噪声 能力强， 保密性能好。１ ９ ９ ６年， Ｇ ．Ｋ ｏ ｌ ｕ ｍ ｂ ａ ｎ 等人率 先提 出 了 采 用 非 相 干 技 术 的 差 分 混 沌 键 控 Ｄ Ｃ Ｓ Ｋ ） 。 该方法容易实现， 并且在信噪比方面有 （ 所提高。其思想是利用混沌信号的高度非相关特 性， 用两段混沌信号的同相反相来区分不同的信号， 接收端可以利用相关接收进行识别。为减小噪声干 扰， 必须降低功率谱密度， 为此人们还提出了 Ｆ Ｍ Ｄ Ｃ Ｓ Ｋ 。通过先将信号进行 Ｆ Ｍ 调制， 再做 Ｄ Ｃ Ｓ Ｋ 调制以改善其表现。由于 Ｆ Ｍ Ｄ Ｃ Ｓ Ｋ系统的实际实现 电路要比 Ｄ Ｃ Ｓ Ｋ复杂得多， 因此在这里只讨论 Ｄ Ｃ Ｓ Ｋ 系统。
［ ｓ （ ｎ ）＋ξ （ ｎ ） ］ ［ ｓ （ ｎ＋Ｍ ）＋ξ （ ｎ＋Ｍ ） ］＝ ∑ ｉ ＝ １
Ｍ Ｍ ２ ｂ （ ｋ ） （ ｎ ）＋∑ ｛ ｘ （ ｎ ） ［ （ ｎ＋Ｍ）＋ ξ ∑ｘ ｉ ＝ １ ｉ ＝ １
DCSK论文综述
DCSK论⽂综述DCSK的综述报告摘要：混沌信号具有内在的宽频、⾮周期、随机性、不可预测以及低成本等优势，使其在通信领域具有⼴泛的应⽤前景。
它⼴泛应⽤扩频通信、多⽤户通信和保密通信等⽅⾯。
由于混沌信号的特性使得混沌数字调制解调在抗噪声和多径衰落信道中具有优势。
由于混沌信号很难实现同步，因此不需要同步的⾮相⼲调制解调技术成为热点，常见的混沌键控技术有CSK、COOK、DCSK和FM-DCSK等。
本⽂介绍混沌信号的特点和四种常见的调制解调⽅式，探索了DCSK的研究现状及发展中的问题及解决⽅式。
关键词：混沌信号；混沌数字调制解调；DCSK；FM-DCSK⼀、前⾔混沌现象是在⾮线性动态系统中出现的确定性的、类似随机的过程，这种过程⾮周期(周期⽆限长)、不收敛但有界，并且对初始值有极其敏感的依赖性。
它可以是由确定性系统产⽣。
是⼀种貌似随机的⾮随机运动，是介于确定和随机之间的⼀种相对稳定的系统状态。
由于具有这些特性，使得混沌信号在通信领域具有⼴泛的应⽤前景，如在扩频通信、多⽤户通信和保密通信等⽅⾯。
由于混沌信号对初值敏感不可长期预测性和⾃正交性等⼀系列特性，使混沌数字调制在⼀些抗噪声和多径衰落中有着其他调制技术所不可⽐拟的优势。
同时由于混沌信号对初始条件的极端敏感性，利⽤信道传输引起畸变的信号驱动接收端系统实现混沌同步，进⾏可靠的通信，仍然存在较⼤。
所以不需要同步的⾮相⼲混沌通信技术成为研究热点。
常见的混沌键控技术有CSK、COOK、DCSK和FM-DCSK.随着对DCSK的研究深⼊，DCSK相关系统不断得到改善和优化，产⽣的问题不断被解决，也有新的技术融⼊DCSK，因此我们有必要对DCSK技术进⾏研究。
⼆、DCSK的产⽣及发展1.1混沌信号的发展历史及特点混沌被认为是⼆⼗世纪继相对论和量⼦⼒学后，物理学的第三次重⼤⾰命。
最早接触到混沌的是⼗九世纪末的法国数学家庞加莱，当时在他的实验中就接触到了混沌，限于当时条件，没有深⼊研究。
短参考正交多用户差分混沌键控方案的性能分析
摘 要：针对差分混沌移位键控(DCSK)传输率低这一缺点，以及为了进一步改善系统的误码性能，该文提出一
种短参考正交多用户DCSK(SOM-DCSK)通信系统。该系统将参考信号缩短为每个信息承载信号的1/P，通过延
迟时间的不同传输多个用户，然后在每个信息时隙中利用希尔伯特变换的正交性达到传输2 bit信息信号的目的。
混沌数字调制中利用非相干方式解调的差分混 沌移位键控(Differential Chaos Shift Keying, DCSK)是目前研究的热点[9]。DCSK系统解决了判 决门限不稳定的问题，具有良好的误码性能[10]。 DCSK方案利用前1=2时隙发送参考序列，后1=2时 隙发送信息承载信号，即只有1=2的比特持续时间
性、非周期性、良好的自(互)相关性及类似白噪声 的宽频特性等，这些特征决定了混沌信号可以较好 地应用于混沌保密通信领域[2–6]。而混沌数字调制 技术作为混沌通信领域中的一种典型应用，主要是 利用混沌信号代替传统数字通信中的正弦载波，实 现了频谱扩展且具有很好的发展前景[7,8]。所以， 在保密通信中将混沌信号作为调制信息信号的载体 具有一定的实际应用价值
ZHANG Gang ZHAO Changchang ZHANG Tianqi
(School of Communication and Information Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China)
文献标识码：A
文章编号：1009-5896(2019)09-2055-08
DOI: 10.11999/JEIT181038
Performance Analysis of Short Reference Orthogonal Multiuser Differential Chaotic Shift Keying Scheme
基于 MIMO 技术的 DCSK 通信方案的性能分析
基于 MIMO 技术的 DCSK 通信方案的性能分析
王鹤
【期刊名称】《中国新通信》
【年(卷),期】2013(000)013
【摘要】基于 MIMO 技术的 DCSK 通信方案，主要就是指在对于 MIMO 通信技术优势应用的情况下，设计的通过DCSK 通信控制实现的一种 MIMO-DCSK 混沌通信方案。
其中，MIMO 通信技术在通信实现过程中，能够在不增加通信信号带宽以及发射功率的条件下，通过在通信系统的信号发射端以及接收端，进行多个发送天线和接收天线的设置使用，来实现对于通信过程中信道衰落与噪声的控制。
本文主要结合 DCSK 混沌通信系统的通信原理，在进行基于MIMO 技术的 DCSK 通信方案设计实现与仿真分析情况下，实现对于基于 MIMO 技术的 DCSK 通信方案的性能分析与论述。
【总页数】2页(P3-4)
【作者】王鹤
【作者单位】北京信息职业技术学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.MIMO-DCSK通信系统在瑞利衰落信道下的误码性能分析 [J], 张智力;王世练;
2.MIMO-DCSK通信系统在瑞利衰落信道下的误码性能分析 [J], 张智力;王世练
3.基于MIMO技术的DCSK通信方案的性能分析 [J], 何世彪;韩彦净;张青;杨迷
4.基于 STBC 技术的 DCSK 通信系统性能分析 [J], 赵雅琴;李书营;米雪龙;李元元;
吴芝路
5.一种改进的混合DCSK通信方案及性能分析 [J], 王冬光
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混沌参数调制通信方案研究的开题报告
混沌参数调制通信方案研究的开题报告一、选题背景及意义：随着移动通信技术的不断发展，越来越多的人开始使用智能手机和其他移动设备进行通信。
然而，随着通信量的增加，通信系统的安全性和稳定性变得越来越重要。
传统的加密算法往往会受到破解攻击，无法保证通信的安全。
因此，需要开发一种新的通信安全方案来保护通信内容的隐私和稳定性。
混沌是一种看似无序但又带有确定性的动态系统。
混沌系统有着极高的敏感性、随机性和复杂性，其难以被破解的特性使其成为一种流行的加密工具。
因此，研究混沌参数调制通信方案可以提高通信的安全性和稳定性，这对保护个人、政府和企业机密信息非常重要。
二、研究目的和内容：研究以混沌系统为基础的参数调制通信方案，以提高系统的安全性和稳定性。
具体研究内容包括：1. 混沌参数调制技术的原理和特点：介绍混沌系统的基本原理，探讨混沌参数调制通信方案的主要特点和应用。
2. 算法设计与实现：根据混沌系统的原理和特点，设计一种可靠、高效的混沌参数调制通信算法，并实现其核心功能。
3. 系统性能分析：对混沌参数调制通信方案进行性能测试和分析，评估其在通信安全性、稳定性和效率方面的表现。
4. 可视化分析与交互设计：使用合适的工具对混沌参数调制通信方案进行可视化分析，优化用户界面，提高用户体验。
三、研究方法和步骤：1. 综述文献，了解混沌参数调制通信方案的研究现状和发展方向。
2. 设计混沌参数调制算法，并利用MATLAB或其他工具进行模拟测试。
3. 在Linux环境下，使用C或C++语言编写混沌参数调制通信程序。
4. 在Visual Studio环境下，使用C#或其他语言开发可视化界面。
5. 进行性能测试和分析，并根据结果优化算法或界面设计。
四、预期成果：1. 提出一种基于混沌系统的参数调制通信方案，并验证其安全性和稳定性。
2. 实现一个通信系统的原型，包括混沌参数调制通信算法和用户界面。
3. 对混沌参数调制通信方案进行系统性能测试和可视化分析，验证其可行性和可靠性。
基于正交混沌载波的多用户 DCSK 系统性能分析
基于正交混沌载波的多用户 DCSK 系统性能分析张刚;王传刚;张天骐【摘要】现有的多用户差分混沌移位键控（multiple-user differential chaos shift keying，MU-DCSK）算法存在用户间干扰、误码性能不理想等问题。
为了提高误码性能，提出一种基于正交混沌载波的多用户差分混沌移位键控（MU-DCSK based on orthogonal chaotic carrier，OMU-DCSK）通信系统。
该系统通过设计一种正交混沌信号发生器，利用其转换特性和正交特性，有效降低平均比特能量和彻底消除多址干扰。
推导出在瑞利信道中的比特误码率公式并进行仿真。
理论分析和仿真结果表明，OMU-DCSK 在较小牺牲系统复杂性的条件下，有效提高了系统的误码性能。
%There are many defects in existing multi-user differential chaos shift keying (MU-DCSK)sys-tems,such as multi-user interference and undistinguished bit error rate (BER)performance.To improve BER performance,the MU-DCSK based on the orthogonal chaotic carrier (OMU-DCSK)system is proposed.By in-troducing an orthogonal chaotic signals generator,the average bit energy is reduced and multi-user interference components are eliminated.The BER over Rayleigh fading channels is derived and numerous simulations are worked.Theoretical analysis and simulation results show that the proposed system has superior BER perform-ance with a little cost in complexity.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2017(039)002【总页数】6页(P431-436)【关键词】混沌通信;多用户差分混沌键控;误码率;瑞利衰落信道【作者】张刚;王传刚;张天骐【作者单位】重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆 400065;重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆 400065;重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆 400065【正文语种】中文【中图分类】TN911.3混沌信号产生简单、长期不可预测,且对初值具有高度敏感性,因此在扩频通信中有巨大的应用价值[1-4]。
不同混沌调制方式在基于超宽带系统的体内信道下的性能表现
不同混沌调制方式在基于超宽带系统的体内信道下的性能表现曹学鹏;吕毅博;黄婷婷;王琳【期刊名称】《重庆邮电大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(000)001【摘要】混沌调制（differential chaos shift keying，DCSK）技术应用于超宽带（ultra wideband，UWB）短距离传输系统具有潜在的优势。
提出了分别基于多元 DCSK（M-ary DCSK，M-DCSK）、调频 DCSK（frequency modulation-DCSK， FM-DCSK）和 QCS-DCSK（quadrature code shifted-DCSK）的超宽带无线体内传输系统，分析了提出的基于最新几种混沌调制的超宽带体内传输系统的 BER（bit error ratio）性能，对影响基于混沌调制的超宽带体内传输系统性能的参数积分时间和保护间隔做了理论研究和仿真分析。
通过设置不同的扩频因子，在体内信道下 QCS-DCSK 相比 M-DCSK 及 FM-DCSK 能够确保更好的传输质量，且功率损耗更低。
在给定扩频因子β和信号持续时间 Tc 时，存在能使 QCS-DCSK 系统性能达到最优的保护间隔。
在设定扩频因子β、信号持续时间 Tc 和保护间隔 Tg 时，存在能够使FM-DCSK 系统性能达到最优的积分间隔。
【总页数】6页(P72-77)【作者】曹学鹏;吕毅博;黄婷婷;王琳【作者单位】重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065;厦门大学信息科学与技术学院，福建厦门 361005;厦门大学信息科学与技术学院，福建厦门361005;厦门大学信息科学与技术学院，福建厦门 361005【正文语种】中文【中图分类】TN92【相关文献】1.MBOK调制方式在基于并扩的超宽带系统中的应用 [J], 窦峥;孙立霞;韩宇2.不同调制方式下高斯信道容量的计算 [J], 陈少磊;戴睿;杨俊杰3.一种基于信道盲辨识和盲均衡的多径信道调制方式识别算法 [J], 王彬;葛临东;徐立清;刘媛涛4.一种新的超宽带多用户调制方式:伪混沌编码跳时调制 [J], 孙华明;周正5.基于混沌序列的压缩感知超宽带信道估计 [J], 李皓天;龙敏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种改进型DCSK保密通信系统性能分析
一种改进型DCSK保密通信系统性能分析改进型DCSK（Differential Chaos Shift Keying）保密通信系统是一种基于混沌理论的加密通信系统，在传统的DCSK系统基础上进行了优化和改进。
本文将对改进型DCSK保密通信系统的性能进行分析。
首先，改进型DCSK系统相比于传统的DCSK系统具有较高的抗噪声性能。
在传统的DCSK系统中，噪声对通信性能的影响较大，容易导致传输误码率的增加。
而改进型DCSK系统通过引入传达函数，增加了抗噪声的能力，进而提高了通信系统的稳定性和性能。
该改进使得系统在恶劣的信道环境下仍然能够有效地传输信号，降低了误码率。
其次，改进型DCSK系统的抗多径干扰能力也得到了提升。
传统的DCSK系统在多径传输环境下容易产生时延扩展效应，导致接收端无法正确解调信号。
而改进型DCSK系统通过引入时延平坦传达函数以及频域均衡技术，降低了多径干扰对通信系统性能的影响，提高了系统的鲁棒性。
此外，改进型DCSK系统还具有较强的保密性能。
在传统的DCSK系统中，加密性能较差，容易受到各种攻击手段的破解。
而改进型DCSK系统通过优化混沌映射函数的选择和参数，增加了密钥空间的复杂性，提高了加密强度。
同时，改进型DCSK系统还采用了差分调制技术，进一步增加了攻击者对系统的解码难度，提高了系统的安全性。
此外，改进型DCSK系统还具有较高的传输效率。
传统的DCSK系统在传输过程中需要频繁切换混沌映射函数，导致传输效率较低。
而改进型DCSK系统通过引入自适应切换技术，根据信道状况自动选择合适的混沌映射函数，提高了传输效率。
此外，改进型DCSK系统还采用了高效的码本设计和位分配算法，进一步提高了传输效率。
最后，改进型DCSK系统还具有较好的兼容性和扩展性。
改进型DCSK 系统可以与现有的传统通信系统相兼容，无需更改现有设备和协议，降低了系统的成本和实施难度。
同时，改进型DCSK系统还可以根据不同的通信需求，灵活选择合适的传达函数和混沌映射函数，实现对系统的个性化定制。
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的混沌信号，分析了ＤＣＳＫ系统在高斯 白噪声信道的误码率 噪比无关 。因此，可将 （４）改写为：
性 能 。非 相 干ＤＣＳＫ调 制解 调 原理 如 图１—２所 示 。
＝ ６， ＋ ６ ，７＋
＞ ０
（５）
ＤＣＳＫ中的信息由两部分构成，第一段为 “参考信号”，第 二段为 “信息信号”。当传输信息为 “１”时，发送两端一样 的
第 １１期 ２０１６年 ６月
无 线 互 联 科 技
Ｎ０．１１
Ｕｉｑｅ，２０ｌ６
ＤＣＳ Ｋ混 沌 数 字调 制 方 法及 性 能 分 析
王 丹，万 巧 ，韩利夫
（重庆邮电大学，重庆 ４０００６５）
摘 要 ：文章在传 统映射 的基 础上提 出了改进 的基于整数的Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射 ，用于产生混沌序列，并介 绍了以ｃｓＫ为基 础发展 起 来的ＤＣＳＫ，￣ 数字调制与解调的基 本原理 。运用ｍａｔｌａｂ仿真软件分析 了ＤｃｓＫ系统在高斯 白噪声信道下的误码性能。实 验得 出，非相干ＤＣＳＫ具有较好 的误码性能。 关键词 ：混沌；改进￣／Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射 ；ＤＣＳＫ调制；性 能分析
其 中 Ａ＝ ·￣Ｅｘ９］＝ ／２， ｒ／＝∑ ，。 ，
同相信号；而传输信息为 “０”时发送端两端信号反相，即参考
信号之后是一段与之反向的信号，两端信号连续地发送出去。
作 者 简 介 ：王 丹 （１９９４一），女 ，重庆 ，本 科 ；研 究方 向 ：通信 工 程 。 １０７——
z z z PsgiolePfrp
（４）
ＣＳＫ系统的判决ｆ１１￣Ｅ随着输入信噪比变化而变化的特点。但
是 ，由于混沌信号具有类 随机性 ，使得混沌键控系统误码性
其中，ｎｉ为均值 为零的加性高斯白噪声，（４）式第一项为
能的分析成为一大课题 。本文利用改进 的Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射产生 有用信号，第二项为随机噪声。此时判决门限电平为零，与信
z z z PsgiolePfrp
随着科 技 的不 断发 展 ，混沌理 论逐步趋 于成熟并具有 在接收端接收了信息信号和参考信号之后，进入相关接收机，
广 阔的应 用领域 。而混沌系统 的类 随机性恰 好适合于通信 计算这两端信号的相关特性 ，根据相关特 性的正负进行信息
系统。因为混沌序列数量较 多、类随机而且确定可再生，故 恢复，相关特性大于零，则信息信号为 “１”，否则为 “０”。
特 别适合于多址通信 。而混沌调制解调是实现混沌通信 的关
键 ，因而对混沌通信技术的研 究具有重要意义。本文从混沌
序 列的产生 入手，在简化系统 结构并 提高计 算速度 的基础
上，分析了ＤＣＳＫ系统在高斯白噪声信道下的误码性能。
１ 模型
１．１混沌序 列的产生 目前，混沌 序列产生 的方 式有很 多，既可以用模拟 电路
图１ ＤＣＳＫ调 制 原 理
产生混沌信号，也可 以用数字 电路产生混沌信号。现在研究
最多的是Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射，它具有 电路简单、系统复杂度低 的特
点。由于可 以采用迭代 算法，本文在典型的Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射方算法。Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射定义为：
Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映 射可 表 示 为 Ｊ：
号的乘积ｂ Ｘ Ｍ，构成的信息比特发射信号Ｓ 为：
Ｉｆ ＋，＝九 （２ ）／２ ＝ ［２ ］
（２）
ｆ Ｘｊ 【ｂ Ｘ
０ ｆ Ｍ ｉ＜２Ｍ
（３）
其 中整数ｘ 与小数 可 以一一对应 ，与小数 算法相 比，
接收信号ｒ 和时延为Ｍ的信号ｒ ＋ 在扩频 因子Ｍ区间进行
（２）式的整数算法能够提高运算速度，简化电路。
相关 ，相关输出为：
１．２ ＤＣＳＫ通信原 理 采用非相干 技术的差分混沌键控系统 （ＤＣＳＫ）是在混
Ｍ
Ｚ＝Ｚ （ｓｉ＋ｎ１）（ ｌ＋Ｍ＋ｎｌ＋Ｍ）
ｆ－ １
沌 （ＣＳＫ）调制系统的基 础上提 出来 的。ＤＣＳＫ系统克服 了
： 易 ＋ （ ｆ ＋Ｍ＋ ｎ ）＋，ｚ
图２ ＤＣＳＫ解 调 原 理
Ｘ ＝ Ｘ （１—Ｘ 九Ｅ（０，４） ＸＥ（．１，１）
（１） １．３ 高斯 白噪声信道下ＤＣＳＫｉＮ￣，Ｉ的性能分析
其 中ｎ取 整 数 ，可 以看 出Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射 中ｘ 的值 为 小
每个 比特时 间间隔发送２Ｍ个离散值 ，发送机 发送长度
数 。由二进 制经 过系列变 换 ，可化 为整 数形式 即改进后 的 为 的混沌序列作为参 考信号，再发送信息序ｙｌＪｂ 与参考信